具有多层柱镜光栅的3D屏幕的制作方法

具有多层柱镜光栅的3d屏幕
技术领域
1.本实用新型涉及一种光学成像装置，尤其涉及一种柱镜光栅裸眼3d显示模块。


背景技术：

2.柱镜光栅是3d显示市场最成熟且效果优异的技术。应用于裸眼3d显示时，柱镜光栅相对于狭缝光栅具有透光率高，光线变化连续，视角切换自然的优点，但串扰率在较少视点时相对于狭缝光栅往往更高。在传统上由于显示像素光源距离裸眼3d光栅距离不可能小于柱镜焦距，所以为了让显示像素光源和裸眼3d光栅间的厚度足够小，应当尽可能的减小裸眼3d光栅的柱镜焦距。但由于光栅的宽度是固定的，一般为像素宽度＊视点数，柱镜光栅的弧度最大为半圆，柱镜材料折射率一般为1.4到1.6，所以裸眼3d光栅的柱镜焦距不可能太小，显示像素层与柱镜光栅之间的间距l必须大于柱镜光栅的焦距f，这使得显示像素层和柱镜光栅之间必须填充有相应的脱光材料，不但使得柱镜式裸眼3d显示器不可能做的很薄，还使得该显示器重量很重。
3.而对于裸眼3d立体屏幕尤其是大型裸眼立体屏幕来说，减轻和减薄的需求越来越高，故急需一种可解决上述问题的3d屏幕。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种具有多层柱镜光栅的3d屏幕，可有效降低显示像素单元和透镜光栅之间的间距，降低3d屏幕的厚度和重量。
5.为了实现上述目的，本实用新型公开了一种具有多层柱镜光栅的3d屏幕，包括显示像素单元和透镜光栅单元，所述透镜光栅单元以一定距离l设于所述显示像素单元前方，接收所述显示像素单元的光并聚合射出，该透镜光栅单元包括依次叠加并固定在一起的多层透镜光栅层，每一所述透镜光栅层均对射入的光进行聚合并射出，且多层所述透镜光栅层上的微型透镜长宽相等且位置相对应，所述距离l小于每一所述透镜光栅层的焦距。
6.本实用新型通过使用多层可进行聚光的透镜光栅层组成显示像素单元前侧的透镜光栅单元，多层透镜光栅层的等效焦距更小，有效缩短了显示像素单元和柱镜光栅之间的距离，减小了整个3d屏幕的厚度和重量。
7.较佳地，相邻两所述透镜光栅层之间的间距最小处为200μm。
8.较佳地，所述微型透镜为柱镜或者凸透镜。
9.较佳地，所述透镜光栅层包括第一透镜光栅层和第二透镜光栅层，所述第一透镜光栅层焦距为f1且设于所述显示像素单元前方并对显示像素单元发出的光进行一次聚合；所述第二透镜光栅层焦距为f2且设于所述第二透镜光栅层前方并对所述第一透镜光栅层发出的光进行二次聚合并射出，所述距离l大于(f1＊f2)/(f1 f2)。
10.较佳地，所述显示像素单元与所述透镜光栅单元之间设置有厚度为l的贴合层。
11.具体地，所述贴合层包括玻璃层和设于所述玻璃层两侧的胶水层，所述玻璃层通过一所述胶水层粘贴于所述显示像素单元上，第一层所述透镜光栅层通过另一所述胶水层
粘贴于所述玻璃层上。
12.较佳地，相邻所述透镜光栅层之间填充有低折射率胶水层，最外层所述透镜光栅层显露于外或封装于低折射率胶水层内。
13.较佳地，多层所述透镜光栅层的焦距相同或不同，多层所述透镜光栅层的弧度相同或不同。
14.较佳地，每一所述透镜光栅层中的微型透镜朝向或背向所述显示像素单元，相邻所述透镜光栅层中的微型透镜朝向相同、相背设置或相对设置。
15.较佳地，其中两相邻设置的所述透镜光栅层中的微型透镜相背且设于同一基板上，以使两相邻设置的所述透镜光栅层呈一体结构。
附图说明
16.图1是本实用新型第一实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
17.图2是本实用新型具有多层柱镜光栅的3d屏幕的原理图。
18.图3是本实用新型第二实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
19.图4是本实用新型第三实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
20.图5是本实用新型第四实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
21.图6是本实用新型第五实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
22.图7是本实用新型第六实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
23.图8是本实用新型第七实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
24.图9是本实用新型第八实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
25.图10是本实用新型第九实施例中具有多层柱镜光栅的3d屏幕的结构图。
具体实施方式
26.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
27.参考图1和图2，本实用新型公开了一种具有多层柱镜光栅的3d屏幕100，包括显示像素单元10和透镜光栅单元20，所述透镜光栅单元20以一定距离l设于所述显示像素单元10前方，接收所述显示像素单元10的光并聚合射出，该透镜光栅单元20包括依次叠加并固定在一起的多层透镜光栅层21、22，每一所述透镜光栅层21、22均对射入的光进行聚合并射出，且多层所述透镜光栅层21、22上的微型透镜长宽相等且位置相对应，所述距离l小于每一所述透镜光栅层21、22的焦距。
28.所述透镜光栅层包括第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22，所述第一透镜光栅层21焦距为f1且设于所述显示像素单元前方并对显示像素单元10发出的光进行一次聚合。所述第二透镜光栅层22焦距为f2且设于所述第二透镜光栅层22前方并对所述第一透镜光栅层21发出的光进行二次聚合并射出。本实施例中，具有两层透镜光栅层：第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22，当然透镜光栅层的层数不限制在2层，还可以为三层、四层等两层以上的数目。第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22叠加后的等效焦距的理想值(f1＊f2)/(f1 f2)，当然，由于第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22之间不可避免的存在一定距离，故等效焦距必然略大于该理想值。显示像素单元10和第一透镜光栅层21之间的距离l
大于第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层2组成的等效焦距，大于(f1＊f2)/(f1 f2)。
29.本实施例中，f1＝f2，等效焦距的理想值为f1/2。第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22的弧度相同，当然，相邻透镜光栅层的焦距也可以呀不同，弧度也可以不同。
30.本实施例中，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22的柱镜均背向显示像素单元10设置。
31.本实施例中，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22之间的间距最小处为200μm。
32.本实施例中，所述微型透镜为柱镜，所述透镜光栅层21、22为柱镜光栅。当然，所述微型透镜也可以为凸透镜等其他可聚光的微型透镜。
33.继续参考图1，所述显示像素单元10与所述第一透镜光栅层21之间设置有厚度为l的贴合层30。具体地，所述贴合层30包括玻璃层和设于所述玻璃层两侧的胶水层，所述玻璃层通过一所述胶水层粘贴于所述显示像素单元10上，所述第一透镜光栅层21通过另一所述胶水层粘贴于所述玻璃层上。
34.继续参考图1，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22之间填充有低折射率胶水层40，本实施例采用uv胶水固化后作为低折射率胶水层40，当然，也可以采用其他材料制成的胶水制作低折射率胶水层40。
35.其中，最外层所述第二透镜光栅层22显露于外，在第二透镜光栅层22外不填充，有效减少了透镜光栅单元20的等效焦距，减少加工成本。
36.参考图3，为本实用新型第二实施例，区别于第一实施例，在该实施例中，最外层的第二透镜光栅层22外侧还设置有低折射率胶水层50，以将第二透镜光栅层22封装于内，不但可有效保护最外层的透镜光栅层22，还可以使得成像的距离更远，增加屏景深。
37.其中，本实施例采用uv胶水固化后作为低折射率胶水层50，当然，也可以采用其他材料制成的胶水制作低折射率胶水层50。
38.参考图4，为本实用新型第三实施例，区别于第一实施例，在该实施例中，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22’的焦距不等，弧度不同。
39.参考图5，为本实用新型第四实施例，区别于第一实施例，在该实施例中，所述第一透镜光栅层21的柱镜背向所述显示像素单元10设置，第二透镜光栅层22的柱镜朝向所述显示像素单元10设置，第一透镜光栅层21的柱镜和第二透镜光栅层22的柱镜相对设置。
40.参考图6，为本实用新型第五实施例，区别于第一实施例，在该实施例中，所述第一透镜光栅层21的柱镜背向所述显示像素单元10设置，第二透镜光栅层22的柱镜背向所述显示像素单元10设置，第一透镜光栅层21的柱镜和第二透镜光栅层22的柱镜同向设置。
41.参考图7，为本实用新型第六实施例，区别于第一实施例，在该实施例中，所述第一透镜光栅层21的柱镜朝向所述显示像素单元10设置，第二透镜光栅层22的柱镜背向所述显示像素单元10设置，第一透镜光栅层21的柱镜和第二透镜光栅层22的柱镜相背设置，不但加工难度低，便于提高第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22的精准度，而且使得第一透镜光栅层21的基板平面与第二透镜光栅层22的基板平面相对，便于组成时定位粘贴。当然，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22也可以共用一个基板，即设于同一基板的两相对侧，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22为一体结构。
42.参考图8，为本实用新型第七实施例，区别于第五实施例，在该实施例中，所述第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22’的焦距不同，柱镜的弧度不同。
43.参考图9，为本实用新型第八实施例，区别于第六实施例，在该实施例中，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22’共用一个基板，即设于同一基板的两相对侧，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22为一体结构。
44.参考图10，为本实用新型第九实施例，区别于上述实施例，在该实施例中，透镜光栅层还包括固定于第二透镜光栅层22外侧的第三透镜光栅层23，第三透镜光栅层23将第二透镜光栅层22聚焦后的光进行三次聚焦并输出，第一透镜光栅层21和第二透镜光栅层22相对设置，第三透镜光栅层23和第二透镜光栅22相背设置。
45.以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。